一、冷凝原理
天然气的成份中99%为甲烷(CH4),含有大量的(H),燃烧后的烟气中含有大量的水蒸汽,经理论计算,烟气中的水蒸汽所占份为18%左右;燃柴油锅炉燃烧后的烟气中,水蒸汽所占的份额为125左右:若将水蒸汽冷凝成水,回收其中的汽化潜热,热量回收的潜力非常大。回收的方法是为锅炉加装冷凝器,实现将传统锅炉直接转换为冷凝式锅炉。
通常锅炉的效率是按照低热值来计算的,当一个传统锅炉标定的热效率是90%时,这个效率对应的是低热值。冷凝锅炉也是按照低热值来计算它的热效率,则它的初始热效率达到95~96%,加上冷凝释放产生的大5%的潜热(在水蒸汽汽化潜热被充分利用40~50%的情况下),冷凝锅炉可将锅炉的热效率提高至大于100%.
二、冷凝锅炉设计理念
1、冷凝系统设计
冷凝式锅炉的设计准则是控制烟气温度低于水鑫点温度蒸汽锅炉冷凝系统
①若给水温度为20℃,给水经冷凝器预热后进入锅炉,与锅炉串联,冷凝器作为锅炉给水的预热装置;(2)若给水温度达到104℃(采用热力除气),冷凝器设计为独立的系统形式,将未进除器的软水(20C)与烟气换热来达到烟气冷凝的目的:
2、冷凝器的材料设计
油气燃烧后的产物中含有S02、NOx等有害物质,溶于烟气中使冷凝水具有较强的酸性,因此冷凝余热回收装置必须采用耐腐蚀材料。我公司冷凝器管采用最理想的“耐硫酸低温露点腐蚀”专用钢材ND钢,耐酸蚀性能、耐氯高子腐蚀优良。与烟气接热的冷凝器烟道钢板表面喷涂耐腐蚀沥青漆。
3、冷凝器的回水排放
钢炉排放物主要包活00x、N0x、S0x等,其中NOx、S0x可形成酸雨;002可形成温室效应。因此控制钢炉大气污染物的排放就显得非常重要。冷凝式锅炉一方面因为其高效率,燃料耗量减少,污染排放物也相应减少。另一方面冷凝水可以股收部分00x、N0x、80x、大大降低了污染物的排放。因为冷凝水呈酸性,可以设置一中和池,将冷水排放到中和池中,定期检查中和池的PH值。
三、冷凝式锅炉结构特点
锅炉本体结构特点
①WNSL冷凝型系列锅炉整体布置采用卧式温背结构,燃烧室中心低位布置,换热烟管左右对称分布的设计思想,换热负荷均匀稳定,有利于工质侧汽水循环,最大限度的减少缺水事故的发生,提高锅炉安全性。
②波形炉胆和强化传热元件螺纹烟管的合理应用,不仅强化高温烟气的素流传热而且有效吸收炉体的热胀冷缩。
③锅炉采用大炉胆大锅壳最大受热面的设计思想,燃烧完全,不易积碳,节约燃料,具有效率高出力足,超负荷能力强的显苦特点。
冷凝器
(1)布置于锅炉顶部,结构紧凑,无占地面积。(2)逆流布置结构,换热温差大,传热性能好。(3)采用特殊ND钢的材料,耐冷凝水腐蚀性好,大大提高了使用寿命。4采用合理的烟道结构,冷凝水易于排放收集处理。
自控系统
①采用燃烧器PID调节技术,配置欧洲进口燃烧器,实现空燃比的最佳配置,从而达到燃料的充分燃烧:(2)锡炉给水采用变频给
水方式,通过改变水泵电机运行频率改变进水量的同时改变水泵的功率,实现节能给水,降低电耗。